重載組合列車同步制動系統(tǒng)故障診斷技術(shù)與應(yīng)用研究.pdf

1、重載組合列車代表當(dāng)今世界鐵路貨運(yùn)的先進(jìn)水平和重要發(fā)展方向，是我國煤炭重載運(yùn)輸?shù)闹饕侄?，為我國國民?jīng)濟(jì)快速發(fā)展提供了有力保障。作為重載組合列車的基礎(chǔ)制動裝置，同步制動系統(tǒng)具有分布化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、模塊化的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和強(qiáng)耦合、連鎖并發(fā)的故障特點(diǎn)，研究同步制動故障診斷系統(tǒng)，為重載組合列車的安全運(yùn)行提供重要保障，具有重大的實(shí)際意義和社會效應(yīng)。
　　 本文以大秦線兩萬噸重載組合列車為應(yīng)用平臺，以分布式故障診斷技術(shù)為研究基礎(chǔ)，對重載組合列

2、車同步制動系統(tǒng)的故障診斷、診斷任務(wù)的動態(tài)聯(lián)盟策略和實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度算法等關(guān)鍵技術(shù)展開研究。論文的主要研究工作如下：
　　 (1)在分析重載組合列車同步制動系統(tǒng)運(yùn)行原理和故障特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，論文圍繞多屬性和多參數(shù)故障診斷對象的故障并發(fā)連鎖特點(diǎn)、診斷任務(wù)解耦控制和實(shí)時(shí)性的要求，提出一種基于多智能體的層次型重載組合列車同步制動系統(tǒng)的分布式故障診斷設(shè)計(jì)方案。
　　 (2)為解決同步制動系統(tǒng)診斷任務(wù)的強(qiáng)耦合問題，提出一種基于多參數(shù)模糊匹

3、配的任務(wù)分配策略。根據(jù)同步制動系統(tǒng)工作模式動態(tài)變化和疊加運(yùn)行的特點(diǎn)，在生成多工作模式下的功能型診斷任務(wù)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種基于系統(tǒng)功能的雙層任務(wù)分解策略；引入多維能力需求向量對診斷任務(wù)的多屬性約束特點(diǎn)進(jìn)行定量描述，建立與診斷智能體對應(yīng)的任務(wù)間動態(tài)耦合隸屬度矩陣，設(shè)計(jì)模糊統(tǒng)計(jì)隸屬度函數(shù)優(yōu)化任務(wù)分配能力類型相容匹配指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)多參數(shù)模糊匹配的任務(wù)分配策略。
　　 (3)提出基于信任承諾的再勵(lì)動態(tài)聯(lián)盟策略，以解決階段性動態(tài)變化的診斷任務(wù)對對

4、故障診斷的效率優(yōu)化和穩(wěn)定性問題。引入信任承諾度對動態(tài)聯(lián)盟中診斷智能體的工作能力和期望獎(jiǎng)勵(lì)進(jìn)行描述，采用基于前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)機(jī)制實(shí)現(xiàn)任務(wù)與智能體間的能力類型相容匹配指標(biāo)的動態(tài)匹配，循環(huán)優(yōu)化診斷智能體的信任承諾度，提高動態(tài)聯(lián)盟的工作效率和穩(wěn)定度。
　　 (4)提出基于權(quán)值補(bǔ)償和關(guān)聯(lián)度遷移的動態(tài)任務(wù)調(diào)度機(jī)制，滿足同步制動系統(tǒng)中診斷任務(wù)的動態(tài)耦合和強(qiáng)實(shí)時(shí)性要求。設(shè)計(jì)基于離散型權(quán)值分類器的分段連續(xù)動態(tài)權(quán)值補(bǔ)償算法確保任務(wù)的可調(diào)度性；在

5、關(guān)聯(lián)度遷移動態(tài)執(zhí)行控制器中引入耦合強(qiáng)度映射矩陣和局部導(dǎo)向函數(shù)，降低任務(wù)的動態(tài)耦合性對系統(tǒng)響應(yīng)頻率的影響；為保證系統(tǒng)資源的平均占用率，設(shè)計(jì)周期內(nèi)局部最優(yōu)函數(shù)，確保以勞力機(jī)會貢獻(xiàn)值為目標(biāo)的優(yōu)化函數(shù)最大化。
　　 (5)空氣管路泄漏是重載列車安全運(yùn)行的重大隱患，本文建立基于最小二乘的多級泄漏傳播列車管儲風(fēng)模型，解決同步制動系統(tǒng)的機(jī)車多管路和車輛列車管泄漏問題。首先提出一種自適應(yīng)步進(jìn)的非穩(wěn)PCA過程監(jiān)測算法，解決同步制動系統(tǒng)中壓力和流量

6、傳感器的非穩(wěn)態(tài)和漸進(jìn)性故障；然后建立多級泄漏傳播列車管儲風(fēng)模型，并利用最小二乘參數(shù)估計(jì)法動態(tài)優(yōu)化模型中的限流閥截面積參數(shù)；最后利用基準(zhǔn)流量檢測法，按照重載組合列車編組方式逐節(jié)檢測車輛的列車管泄漏故障，實(shí)現(xiàn)對整個(gè)列車空氣管路的故障診斷。
　　 本文將研究的故障診斷技術(shù)成功應(yīng)用于大秦線兩萬噸重載組合列車同步制動系統(tǒng)的分布式故障診斷，設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件和軟件模塊的交互關(guān)系，詳細(xì)介紹故障診斷系統(tǒng)的在線運(yùn)行過程。長達(dá)一年多的在線運(yùn)行情況表明，該